水電站電氣設備安全運行與維護管理

周川鵬

摘 要：隨著我國工程建設步伐的加快，水電站電氣設備運行中的自動化程度較高，電氣設備運行的穩(wěn)定性達到了較高水平，因此，對于電氣設備安全運行中存在的故障，要采取維護管理措施，保證設備運行的安全性。文章主要探究水電站電氣設備安全運行與維護管理的相關問題，以供參考。

關鍵詞：水電站電氣設備;安全運行;維護管理

中圖分類號：TV7 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1064（2022）04--03

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2022.04.050

水力發(fā)電屬于可再生能源，水力發(fā)電對環(huán)境影響不大，水力發(fā)電設備長期使用會出現(xiàn)設備老化和安全故障，采用定期維護手段，可以保證水電站電氣設備的安全運行。水電站可以輸出水力能源和電力，電氣設備負責電能和水力轉換，對運行環(huán)境的要求較高，設備的安全穩(wěn)定運行對發(fā)電效率會產(chǎn)生直接影響，水電站的日常工作是定期檢修水力發(fā)電電氣設備，分析故障的規(guī)律性，從而采取有針對性的檢修措施。

1 水電站電氣設備的故障特點

我國水電站電氣設備的故障特點是趨勢性惡化和偶發(fā)性惡化。

趨勢性惡化是指電氣元件的老化，元件的損壞會降低穩(wěn)定性，容易造成電氣設備故障。對于趨勢性惡化，維護人員要分析元器件工作過程中的各項參數(shù)，檢查元器件外觀變化，通過故障處理方案提高檢測頻率。

偶發(fā)性惡化是隨機性的，維護人員可以根據(jù)電氣設備的種類，建立信息化監(jiān)控識別平臺，利用特定程序算法，全面分析電氣設備中電子元器件的參數(shù)，確定元器件的工作范圍，在系統(tǒng)對照處理中，處理偶發(fā)性惡化現(xiàn)象[1]。

2 水電站電氣設備的安全運行

水電站的運營需要各類精密電氣設備的支持，在此基礎上才能正常利用電力和水力。水電站中的電氣設備，包括一次設備和二次設備。一次設備在電能和水力間轉換，分配產(chǎn)生電能的電力資源，組成部分包括變壓器、發(fā)電機、互感器、母線。二次設備作為輔助設備，監(jiān)控一次電氣設備，保證一級設備的正常運行。

水電站的安全穩(wěn)定運行可以轉換水力和電力能源，從而增加經(jīng)濟效益，因此，水電站的運營維護關系到電氣設備的使用壽命和運行效率，有利于節(jié)約水電站的運營成本。

3 水電站電氣設備的維護管理策略

電氣設備的維護管理要遵循相關流程，檢修人員開展檢修工作時要填寫申請和票據(jù)，提前填寫操作票等證明，上級批準后實施操作。由于設備檢查和維護中涉及專業(yè)知識，設備的操作比較復雜，要通過培訓提高檢修人員的專業(yè)知識水平和責任意識，明確崗位人員的職責，落實責任制度，操作制度和流程的明確，防止人為操作失誤，完善設備的操作程序和檢修方法，保障檢修工作的落實到位，水電站的管理團隊可以制定設備使用的管理章程，工作人員可以按照要求操作，將人為因素的影響降到最低[2]。

水電站機電系統(tǒng)的大型設備，不能及時處理設備故障，會造成嚴重的安全隱患。維護和檢修機電設備要把控重點環(huán)節(jié)的質量，采取科學的事故防范措施，檢修人員要掌握專業(yè)的檢修技能，提高質量意識和安全意識。

對故障發(fā)生的原因采取有針對性的解決措施，在安全檢測中要排除人為因素，建立事故防范機制，防止檢修人員在操作中的散漫行為，系統(tǒng)操作要經(jīng)上級主管領導的批準，檢修人員的日常維護管理要重視表格單據(jù)的填寫，保證各項工作的規(guī)范化開展。

對電氣設備的日常維護和管理可以制訂檢修維護計劃，明確電子元器件的維護方式和檢修周期。由于電氣設備系統(tǒng)具有復雜性，設備的精密程度較高，相關企業(yè)定期開展各類技能培訓，提升維護管理和檢修水平[3]。

為保證水電站電氣設備的良好運行，要維護管理電氣設備，保證事故檢修和處理的有效性，提高發(fā)電效率。同時，引進新技術和新設備制訂設備檢修方案，保證水電站的良好運行，提高設備檢修水平。

3.1 日常檢查和記錄

對于電氣設備的維護要進行日常檢查和記錄，有助于及時解決故障，將其作為設備維護的參考，根據(jù)既定的檢修規(guī)范，按照程序進行維護和檢修，預防性的檢修維護可以保障設備運行的安全性。

根據(jù)設備的規(guī)定時間段和運行狀態(tài)進行全面判斷，優(yōu)化調整水電站的運行情況，有利于提高電氣設備的工作效率。水電站的運行要嚴格管控電氣設備的零件質量，詳細記錄維修中的零件使用、替換情況，仔細保管各類表格、圖紙、檔案，保證檔案數(shù)據(jù)的完整性[4]。

3.2 通過觀察檢查電氣設備

維護電氣設備要檢查其外觀，確保電氣設備具有良好的運行狀態(tài)。判斷電氣設備運行的異常性，要檢查儀表的指針，維護輔助型二次設備中的電氣，觀察機組運行的振幅和位移情況。在機組運行時，通過聲響、嗅覺等方式判斷，關注和查找異味來源，消除電氣設備短路引發(fā)的火災，觀察外觀的損壞程度和裂紋松動、螺栓上緊情況，詳細記錄檢查結果，降低安全隱患[5]。

3.3 電氣設備的故障診斷

隨著信息技術和科學技術的不斷發(fā)展，我國水電站電氣設備的更新速度逐步加快。電氣設備故障診斷對電氣設備維修很重要，診斷過程可以利用檢測技術提高故障診斷效率。故障診斷要有針對性，有利于快速判斷接觸不良等故障，節(jié)約維修成本，縮短電氣設備的停機時間。

第一，經(jīng)驗法的使用要彈壓活動部件，部件觸頭的摩擦可以增強靈活性，避免氧化觸頭。這一方法可以確定故障范圍，用橡皮錘敲擊電路，并且要帶電檢查，辨別和排除電路故障。

第二，水電站電氣設備的故障診斷要用儀表儀器等輔助工具，通過這些工具判斷線路故障。對于突然出現(xiàn)的故障，要利用儀表檢測電路和元件，判斷其接觸不良等情況。

第三，電阻檢測法檢測線路的通暢性，將電源增加在電路兩端，串聯(lián)檢測電路和電流表，根據(jù)異常判斷設備的阻值變化。

第四，電壓檢測法要測量電源電壓和支路電壓，電壓不為零表示電路接觸異常，接觸器的非正常運行說明線路回路存在故障。

第五，水電站的電氣設備運行中要巡回檢查，通過必要的實驗，驗證設備的運行狀態(tài)，利用巡回檢查確定機械電氣設備的工作狀態(tài)。

巡回檢查中，可以采用科學的方法按照流程進行巡回檢查，利用肉眼檢查電氣設備的運行狀況，觀察表面判斷故障，機械電氣設備會受到電荷的持續(xù)影響，從而產(chǎn)生特殊氣味，通過嗅覺判斷故障問題，聽機械設備運行中的異響，判斷存在的故障問題[6]。

3.4 故障的監(jiān)控預警和檢修

3.4.1 監(jiān)控預警

水電站電氣設備的維護管理可以構建預警系統(tǒng)，水電站的電氣設備管理中可以運用電子報警技術，全面監(jiān)控電氣設備的運行情況，處理設備的運行參數(shù)，在監(jiān)控設備中對不良狀況自動報警，提醒檢修人員根據(jù)故障定位確定故障根源，事故發(fā)生時要找到故障源和故障位置。

根據(jù)電氣設備的實際特性，了解各類電氣設備的工作形式，實施應急處理方案，科學調試和優(yōu)化電氣設備，水電站的電氣設備要設置保護措施，防止出現(xiàn)故障連鎖反應。設備的穩(wěn)定運行，可以保證水電站的穩(wěn)定發(fā)電，減少故障發(fā)生概率。

電氣設備的維護和檢修中預警系統(tǒng)可以發(fā)揮作用，在故障發(fā)生的第一時間提示檢修人員，有利于短時間內(nèi)解決故障。預警系統(tǒng)的建立要配備監(jiān)控設施和警報裝置，在線監(jiān)測設備的運行狀態(tài)，設備中的傳感器可以采集實時數(shù)據(jù)，提高檢測的精準性，遠程監(jiān)控可以及時發(fā)現(xiàn)問題，從而檢測和預防故障。

3.4.2 故障檢修

水電站電氣設備的故障檢修可以采取計劃檢修和搶修的方式，處理臨時產(chǎn)生的故障，相關部門對檢修進行計劃和安排，包括大規(guī)模的檢修和局部檢修，兩種檢修方式在應用中存在不足。由于故障檢修具有被動性，故障發(fā)生時采取緊急措施，會造成經(jīng)濟損失。

檢修過程具有盲目性，要耗費物力和人力，缺乏針對性，因此檢修效率較低。根據(jù)設備的使用時間確定檢修方式，相關部門可以采取科學的診斷方法，發(fā)現(xiàn)問題后采用先進的檢測技術，機電設備檢修工藝的合理選擇很重要，全面觀察變壓器的外觀和內(nèi)心，關注母帶捆綁的牢固性和絕緣層的劃傷情況，重點檢查發(fā)電機的消弧線圈。

3.5 采用科學的檢修方法

3.5.1 采用“檢”與“修”結合方法

電氣設備的檢修要注重“檢”與“修”的結合，將預防工作落到實處。水電站電氣設備的檢修，要明確規(guī)定設備的檢修時間，水電站電氣設備的檢修方式會影響檢修質量和檢修效率。例如，關鍵性的部分包括電壓控制設備和發(fā)電器，通過預防和檢測，使線路的運行正?；?，定期組織人員清理關鍵位置，防止塵土和雜質對設備運行的影響，對運行參數(shù)的監(jiān)督管理，可以防止漏電。檢修變壓器要對開關進行隔離檢查，檢測電壓、接地的平穩(wěn)性，檢測結構部件的故障[7]。

3.5.2 推廣綠色檢修方法

綠色檢修的經(jīng)濟效益較高，不會影響設備的正常運行，綠色檢修中要運用先進的技術，強化設備性能，有助于降低電氣設備檢修成本。檢修工具要選擇無污染和低能源消耗的工具，在定期檢測中要保養(yǎng)和維護機電設備，有利于及時解決小故障。

綠色安全維修要科學改造電氣設備，保證電氣設備具有完整的功能，注重對電氣設備功能的恢復、維護和改善，降低成本損失。檢修人員要保養(yǎng)和維護水電站的設備，保證設備整潔，有利于延長設備使用時間。

綠色檢修中，要降低維修工具成本，嚴格管理檢修工具十分重要，開發(fā)無污染和低能耗的檢修工具，提高檢修效率。通過技術創(chuàng)新降低檢修過程中的能耗，在設備檢修過程中，有利于減少損失和污染。

3.6 一次設備的檢修

水電站正常工作需要一次設備，一次設備作為基礎設備，對一次設備進行故障檢修，重點檢修變壓器和隔離開關故障，變壓器設備的檢修要清理外部殼體，用棉布蘸上酒精，清理處理絕緣子和鐵芯，對各部件的詳細檢查，可以防止出現(xiàn)變形、移動以及損壞，緊固件出現(xiàn)松動，可以及時更換部件。

隔離開關的檢修，要檢查GCB控制柜，檢測各部分結構的外觀，檢測空氣中的SF6，確保不存在泄漏問題。檢查開關工作情況，上封蓋的開啟，確定兩側導線體不存在接頭和接觸問題，緊固處理松動的螺栓。

3.7 各部位的定期檢查

水電站電氣設備的運行中要定期檢查以下部位：

第一，檢查消弧線圈。水電站電氣設備運行中檢查消弧線圈的外觀，確保消弧線圈沒有出現(xiàn)損壞和短路現(xiàn)象，保證其外觀的干凈整潔，保證設備外觀沒有裂縫和損壞。

第二，檢查地線短路連接部位，包括對腐蝕情況的檢查，手工清洗中性消弧線圈柜，檢查設備線圈芯、銅棒、設備外殼、緊固件等。

第三，定期檢查大電機定子和轉子，檢查上端線路，確保無損壞和劃痕。

第四，檢查發(fā)電機定子云母的捆綁結實情況。

第五，檢查線路過熱導致變色的情況和發(fā)電機隔離出口，保證線路連接的正確性，所有設備要確保具有絕緣狀態(tài)。

第六，檢查設備控制柜，要保證部件無損壞，且不存在氣體泄漏。對發(fā)電機隔離開關的檢查，要穿絕緣服檢查，在檢查中要保證具有良好的接地線，檢查電線和隔離開關的連接情況，檢查設備接線，通過實驗明確發(fā)電機的工作能力[8]。

3.8 處理事故要避免擴大

水電站電氣設備運行中要加強維護管理，在維護管理中要防止現(xiàn)場事故處理的擴大。

第一，對于安全事故，現(xiàn)場人員要沉著冷靜，采取果斷迅速的處置措施。對水電站事故的處理，要準確定位事故的范圍、性質，采取措施解決故障，切斷事故產(chǎn)生的根源，控制事故的危害，將事故損害降到最低。

第二，水電站工作人員要明確電力體系的工作形式，優(yōu)化調試故障設備。有些設備沒有故障問題，要保證不受其他故障設備的影響，輸電要保證正常性和穩(wěn)定性，現(xiàn)場人員可以按照規(guī)章制度操作，保障電氣設備運行的平穩(wěn)性，防止人為錯誤操作造成惡性事故，將安全事故的發(fā)生概率降到最低。

第三，發(fā)電站的信號傳遞可以采用PLC系統(tǒng)進行監(jiān)測，采用金屬隔離方式進行系統(tǒng)的抗干擾處理，在強電磁環(huán)境下保障PLC的可靠性，建立故障診斷方案，采取故障診斷技術，采用抗干擾處理保障控制效果[9]。

4 結語

綜上所述，要加強對水電站電氣設備運行故障的維護管理，對設備進行定期保養(yǎng)，保證電氣設備的正常運轉。文章主要分析了我國水電站電氣設備的故障特點、水電站電氣設備的安全運行，探究水電站電氣設備的維護管理策略，包括日常檢查和記錄、通過觀察檢查電氣設備、電氣設備的故障診斷、故障的監(jiān)控預警和檢修、采用科學的檢修方法、一次設備的檢修、各部位的定期檢查、處理事故要避免擴大等，通過分析研究，進一步提高水電站電氣設備安全運行與維護管理水平。

參考文獻

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